核聚变是太阳的能量来源。较轻的原子核合并成较重的原子核,并在这一过程中释放能量。氢原子聚变成氦原子,缺失的质量转化为能量。这种反应需要极高的温度和压力,而恒星核心恰好具备这些条件。
在地球上,科学家们几十年来一直在探索聚变。最有前景的方法是磁约束聚变。托卡马克装置将等离子体束缚在一个环形磁场中,并将其加热到超过1亿摄氏度。2022年,美国国家点火装置首次利用激光实现了净能量增益,但持续时间很短,而且成本极其高昂。
聚变具有诸多优势。燃料储量丰富,源自水和锂。它不会产生长寿命放射性废物,也不会发生熔毁。然而,挑战也同样巨大。维持反应、控制等离子体以及建造商业化核电站等问题仍未得到解决。人们常开玩笑说,聚变技术永远还要再过30年才能实现。但或许,它终于要离我们更近一步了。
关键方法
- 磁约束(托卡马克)
- 惯性约束(激光)
- 仿星器
- 私人聚变企业
- 燃料:氘和氚
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